第七章仪器分析法红外吸收光谱法仪器分析法
第一节
红外光谱分析基本原理
第一节红外光谱分析基本原理一、概述二、红外光谱与有机化合物结构三、分子中基团的基本振动形式四、基团频率和基团频率位移一、概述红外吸收光谱法又称红外分光光度法。它是利用物质对红外电磁辐射的选择性吸收特性来进行结构分析、定性和定量分析的一种分析方法。
红外光区的划分：红外光谱位于可见光区和微波光区之间，其波长范围约075～1000μm。习惯上将红外光区划分为三个区域。一、红外光谱的表示方法波长：（m）频率（Hz），常用波数σ表示σ＝1如5m，其波数为σ15104cm2000cm1二、红外光谱与有机化合物结构红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ（μm）和波数1λ单位：cm1可以用峰数、峰位、峰形、峰强来描述。1红外光谱产生的条件满足两个条件：1辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；
f2辐射与物质间有相互偶合作用。分子的振动能级（量子化）：E振（V12）hνV：振动量子数0123…ν：化学键的振动频率；普朗克恒量h6631034JS
第二个条件：辐射与物质间有相互偶合作用。
偶合作用偶极子具有一定的振动频率，红外光的频率与偶极子振动频率匹配时，才可使振动加大，产生振动能级的跃迁。
即产生红外吸收的条件是：分子在振动过程中的净偶极矩的变化不为0，分子产生红外活性振动，且辐射与分子振动发生能量耦合。红外活性振动：分子振动产生偶极矩的变化从而产生红外吸收红外非活性振动：分子振动不产生偶极矩的变化不产生红外吸收对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起偶极矩的变化，无红外活性。如：N2、O2、Cl2等。非对称分子：可产生偶极矩变化，有红外活性如H2O，HCl，CO为红外活性分子。2分子振动方程式1双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧的振动2分子振动方程式对简单的双原子分子，其任意两个相邻的能级间的能量差为：化学键基本振动频率取决于键两端原子的相对质量和键的力常数一些化学键的力常数化学键键能越强，键的力常数k越大，化学键的振动频率越大；原子相对质量越小，化学键的振动频率越大。（3）基频峰与泛频峰a）基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰。基频峰强度大是红外主要吸收峰。b）泛频峰倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时r